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单质金(Au)提纯专用风机D(Au)1030-1.99技术详解及其在矿物冶炼中的应用

作者:王军(139-7298-9387)

关键词:单质金提纯、离心鼓风机、D(Au)1030-1.99、风机配件、风机修理、工业气体输送、矿物冶炼、黄金选矿

引言

在矿物冶炼与单质提纯领域,特别是黄金(Au)的提取与精炼过程中,气体输送与气氛控制是关键工艺环节。离心鼓风机作为提供稳定气流、维持特定压力与气氛的核心动力设备,其性能与可靠性直接关系到生产效率和产品纯度。针对金矿选冶流程中浮选、浸出、吹脱、烟气处理等不同工段,发展了诸如C(Au)、CF(Au)、CJ(Au)、D(Au)、AI(Au)、S(Au)、AII(Au)等系列专用风机。本文将聚焦于与分离机组合、用于关键提纯环节的D(Au)1030-1.99型高速高压多级离心鼓风机,系统阐述其基础知识、结构特点、配件构成、维护修理要点,并拓展介绍输送各类工业气体的风机选型与应用注意事项。

第一章:矿物单质提纯工艺中的离心鼓风机概述

在黄金冶炼中,离心鼓风机主要承担以下几类任务:

浮选供气:为浮选槽提供充足、稳定的空气,使金矿物附着于气泡上浮,实现分离。此工况常用“CF(Au)”型、“CJ(Au)”型专用浮选风机。 加压氧化/浸出:在高压釜或浸出塔中,通入氧气(O₂)或空气,在压力下加速金的氧化与氰化反应。这需要如“D(Au)”型、“S(Au)”型等高压风机。 气体吹扫与保护:使用氮气(N₂)、氩气(Ar)等惰性气体进行系统吹扫、气氛保护,防止爆炸或产品氧化。此类工况适用“AII(Au)”型、“AI(Au)”型风机。 烟气输送与处理:输送冶炼过程中产生的工业烟气至环保处理系统。 特殊分离工艺:与离心分离机、跳汰机等设备组合,利用气体动力进行物料分选或产品干燥。

风机型号编码通常遵循:“机型+(单质元素符号)+内部编码+出风口压力”的规则。例如,D(Au)1030-1.99,表示:D系列高速高压多级离心鼓风机,用于金(Au)相关工艺,内部编码1030,出口压力为1.99个大气压(绝对压力,约99kPa表压)。若未标注进口压力,则默认为1个标准大气压。

第二章:D(Au)1030-1.99型高速高压多级离心鼓风机深度解析

D(Au)1030-1.99风机是专门为黄金精炼过程中,需要稳定、洁净、中高压气源的精密分离工序(常与特定离心分离机联用)而设计的核心设备。

2.1 设计特点与性能参数

机型定位:属于“D(Au)”型系列,即高速高压多级离心鼓风机。采用多级叶轮串联结构,每级叶轮对气体做功增压,最终累积达到设计压力(1.99 bar A)。高速设计使其在紧凑结构下实现高效能。 性能匹配:型号中的“1030”通常涵盖风量、叶轮级数等设计信息。其风量参数需与配套的离心分离机所需的气体流量、压力波动范围精确匹配,以确保分离效率与产品回收率。压力值1.99 bar A是根据分离工艺所需的反吹、流化或压力差要求精确计算确定。 气体适应性:虽然主要按输送洁净空气设计,但其材质与密封配置也考虑到了可能接触的微弱腐蚀性介质或要求气体无油污染的工况,确保输出的气体纯净,不影响金粉品质。

2.2 核心结构与配件说明
该风机的可靠性建立在高质量的核心部件之上。

风机主轴:采用高强度合金钢(如42CrMo)锻造,经调质热处理、精密磨削和动平衡校正。它必须具备极高的刚性、疲劳强度和尺寸稳定性,以承受高速旋转(通常数千转/分钟)带来的离心力、传递扭矩,并确保转子系统动态对中。 风机转子总成:这是风机的“心脏”,包括主轴、多级叶轮、定距套、平衡盘(如有)、锁紧螺母等。每级叶轮均为高强度铝合金或不锈钢精密铸造/数控加工而成,型线经过空气动力学优化。整个转子总成在装配后需进行高速动平衡(G2.5级或更高),以将残余不平衡量降至最低,保障运行平稳,振动值低于国际标准(如ISO 10816)。 轴承与轴瓦:对于高速高压的D系列风机,常采用滑动轴承(轴瓦)而非滚动轴承。轴瓦材料多为巴氏合金(锡锑铜合金),具有良好的嵌入性、顺应性和抗咬合性,能有效阻尼振动,承载能力强,寿命长。运行时依靠压力油在轴与瓦之间形成稳定的流体动压润滑膜。 轴承箱:是容纳主轴轴承(轴瓦)、提供润滑油路和冷却系统的铸件。其结构需保证刚性,精确保持轴承座孔的同轴度,内部油路设计确保润滑油能均匀、充足地供给到每个润滑点。 密封系统:这是防止气体泄漏和润滑油污染的关键。 气封与油封:在轴穿过机壳的部位,通常设置迷宫密封或碳环密封作为气封,减少高压气体向大气泄漏。在轴承箱两端,设置骨架油封或机械密封作为油封,防止润滑油外泄。 碳环密封:在一些高要求场合,会采用碳环密封。它由多个分裂的碳环组成,在弹簧力作用下紧贴轴套,形成多级节流,密封效果好,尤其适用于防止工艺气体外漏或空气渗入真空/惰性气氛系统。维护更换相对方便。 润滑系统:独立的强制润滑站,包括油箱、油泵、冷却器、双联过滤器、安全阀、温度压力仪表等,为轴承和齿轮(如有)提供恒定温度、压力和洁净度的润滑油。

第三章:风机配件管理与常见故障修理

3.1 配件管理
对于D(Au)1030-1.99这类关键设备,应建立关键配件清单和库存:

常备耗材:润滑油、滤芯(油滤、空滤)、密封垫片、普通螺栓。 关键备件:整套碳环密封组件、轴瓦(上瓦、下瓦)、推力轴承瓦块、机械密封(若采用)、联轴器弹性体/膜片。 核心周转件/大修件:建议储备一套完整的转子总成(动平衡校验合格),以便在大修时快速更换,缩短停机时间。单独的叶轮、主轴也应视情况储备。 管理要点:配件入库前需核对型号、尺寸;精密部件如轴瓦、转子需妥善防锈、防变形存放;建立更换记录,追踪配件使用寿命。

3.2 常见故障与修理要点

振动超标原因:转子积灰不平衡、叶轮磨损/腐蚀不均、主轴弯曲、联轴器对中不良、基础松动、轴瓦磨损间隙过大。 修理:停机检查对中数据;检查轴承间隙(压铅法测量);清洁转子或送专业厂进行动平衡校正;检查地脚螺栓;如主轴弯曲需直轴或更换。 轴承温度高原因:润滑油不足/变质、油冷却器效率下降、轴瓦刮研不当/损坏、润滑油牌号错误、轴承负载过大(对中不良或管道应力)。 修理:检查油位、油压、油温;化验油质;清洗冷却器;检查轴瓦接触面,必要时重新刮研或更换;校正对中,释放管道应力。 风量/压力不足原因:进口过滤器堵塞、密封间隙过大(特别是级间密封和端部气封)、叶轮腐蚀磨损严重、转速未达到额定值(电机或传动问题)、管网阻力变化。 修理:清洗过滤器;检查并调整或更换迷宫密封/碳环;检测叶轮尺寸,磨损超标需更换;检查电机和变频器(如有);复核管网系统。 气体或润滑油泄漏原因:碳环密封或机械密封磨损、油封老化、箱体结合面垫片损坏、管路接头松动。 修理:更换损坏的密封件和垫片;紧固连接部位。更换碳环密封时,注意环的开口需错开安装,弹簧压力均匀。 异响原因:转子与静止件摩擦、轴承损坏、齿轮啮合不良(带齿轮箱机型)、喘振。 修理:立即停机检查内部间隙;检查轴承和齿轮;对于喘振,需检查工况点是否落入不稳定区,调整出口阀门或放空阀,确保运行流量大于喘振流量。

大修流程:通常运行2-3万小时后需计划性大修。包括:全面拆卸、清洗;检查测量所有配合间隙(轴承间隙、密封间隙、叶轮与机壳间隙);探伤检查主轴和叶轮;更换所有密封件和轴承;回装后严格对中;单机试车(检查振动、温度、性能)。

第四章:输送各类工业气体的风机选型与应用要点

黄金冶炼中除空气外,还需输送多种工业气体,风机选型需特殊考虑:

通用选型原则:首先明确气体的成分、密度、湿度、杂质(粉尘、腐蚀性成分)、温度、爆炸极限等特性。 气体特性影响密度:气体密度直接影响风机功率,功率与密度成正比。输送氢气(H₂)、氦气(He)等轻气体时,所需功率远小于空气;输送二氧化碳(CO₂)等重气体则需更大功率。性能曲线需按实际气体密度进行换算。 腐蚀性:如湿氯气、二氧化硫烟气等。需选择耐腐蚀材质,如不锈钢(316L)、钛材、氟塑料涂层,或采用耐腐蚀密封。 危险性:氧气(O₂)助燃,要求风机内部绝对禁油,所有部件需进行严格的脱脂处理,采用铜合金或不锈钢等不易产生火花的材料。氢气(H₂)易燃易爆,需防爆电机,壳体防静电接地,密封要求极高。 惰性气体:如氮气(N₂)、氩气(Ar)、氖气(Ne)等。重点在于密封可靠性,防止空气渗入影响气体纯度,或贵重气体泄漏损失。 工业烟气:常含尘、高温、可能具腐蚀性。可能需要前置除尘、降温装置,风机叶轮需耐磨设计(如堆焊耐磨层),壳体考虑防腐和内衬。 系列风机匹配氧气:常选用“AI(Au)”或“AII(Au)”型,但必须指定为“无油氧气专用型”,所有与气体接触部件进行脱脂和特殊处理。 氢气/易燃气体:优先选用“AII(Au)”型等结构坚固、密封可靠的机型,配套防爆电机和监测仪表。 腐蚀性烟气:可根据压力需求,选用“C(Au)”或“D(Au)”型的耐腐蚀变体,材质升级。 一般惰性气体/混合无毒工业气体:可根据压力流量需求,在“C(Au)”、“D(Au)”、“S(Au)”等系列中灵活选型,重点把关密封等级。 与跳汰机等配套选型:当风机用于为跳汰机等选矿设备提供脉动或恒定气流时,选型需根据跳汰机室面积、床层阻力、所需频率和振幅等工艺参数,确定风机的最大风量、压力及调节范围。有时需要风机与储气罐、阀门组协同工作,以实现特定的气流曲线。

结论

D(Au)1030-1.99型高速高压多级离心鼓风机作为金矿提纯流程中的关键设备,体现了专用风机在特定工艺条件下的高适配性。其高性能的实现,依赖于精良的核心部件(主轴、转子、轴瓦、密封)设计和制造。科学规范的配件管理与故障修理是保障其长期稳定运行的基石。同时,面对黄金冶炼中多样的工业气体输送需求,必须深入理解气体特性,审慎选择或定制对应系列的离心鼓风机,并在材质、密封、防爆、防腐等方面做出针对性设计。唯有如此,才能确保风机设备安全、高效、长周期地为矿物单质提纯生产服务,为提升黄金回收率和产品质量提供坚实的动力支持。

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